Question

(07年广东卷)（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Mn(OH)2	Cu(OH)2	Zn(OH)2	CuS	ZnS	MnS	FeS
pH	5.2	3.2	9.7	10.4	6.7	8.0	≥0.42	≥2.5	≥7	≥7

 

（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为________；

（2）滤渣A的主要成分是                         。

（3）加入MnS的目的是除去                     杂质。

（4）碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为                         。

（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有                  （写两种）。

 

Answer 1

答案：（1）MnO₂＋2FeSO₄＋2H₂SO₄＝MnSO₄＋Fe₂(SO₄)₃＋2H₂O  

（2）Fe(OH)₃  Al(OH)₃
（3）Cu^2＋  Zn^2＋ 

（4）MnO₂＋H₂O＋e^－＝MnOOH＋OH^－（或2MnO₂＋H₂O＋2e^－＝Mn₂O₃＋2OH^－）

（5）锌、二氧化锰

 

解析：考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe²⁺氧化为Fe³⁺,将Cu氧化成Cu²⁺，此外溶液中的还有Zn²⁺和Al³⁺，当调pH至5.4时，只有Al(OH)₃ 和Fe(OH)₃会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu^2＋  Zn^2＋。